DE2945951C2 - Verfahren und Einrichtung zum Stoftrennen mittels Fliehkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 d

ß Beim Hauptpatent wird der Strom des mit suspendierten Partikeln beladeneil Mediums in einem Wirbelkammergehäuse zunächst gekrümmt umgelenkt An- ; schließend erfolgt in unmittelbaren Kontakt des ' Stromes zum inneren Krümmungsbereich eine Wirbelscheidung mit einem stehenden Wirbel und zentraler spiegelbildlich axial nach außen gerichteter Austragung Ües leichteren Anteils durch zwei in das Wirbelkammergehäuse ragende Tauchrohre und Partikel werden durch "in der Wirbelkammerwand angeordnete öffnungen nach außen getragen. Dabei wird durch den zugeführten Rohgasstrom in einen die Wirbelkammer umgebenden Umlaufkanal eine ständige Umlaufströmung dadurch ^erzeugt, daß durch die Tauchrohre nur ein Teil des ,? zugeführten Rohgasstroms abgesaugt wird und der Ä'nicht abgesaugte Teil in der Wirbelkammer den stehenden Wirbel bildet, wodurch die Umlaufströmung !ständig angetrieben wird und sich dabei mit den schwereren Partikeln aus dem Rohgasstrom anreichert und wodurch die Partikeln durch die in den Begrenzungswänden des Wirbelkammergehäuses angeordnete Öffnungen direkt in einen Bunker angetragen werden.

Hierbei wird der Umlaufkanal durch ein bogenförmiges Teil gebildet, das radial gesehen mit etwa gleichbleibendem Abstand zum Gehäuse angeordnet ist. Eine offensichtlich äquivalente Lösung besteht, darin, daß das bogenförmige Teil unter Beibehaltung aller weiteren Merkmale weggelassen ist. Hierdurch entfällt zwar die Aufteilung in zwei Teilströme, v/as jedoch im Hinblick auf den Abscheidemechanismus von geringer Bedeutung ist, da die Teilsiröme nach Passieren des bogenförmigen Teiles wieder zusammenfließen. Bei dieser Lösung wird der gesamte am tangentialen Eintritt zugeführte Volumenstrom des beladenen Mediums durch die beiden Tauchrohrt angesaugt und werden die Feitiabtrennzonen von den feinsten Partikeln zu schnell durchlaufen. Hierdurch werden die feinsten Partikel mit nur .elativ geringer Trennleistung abgeschieden. Weiterhin ergibt sich bei dieser Lösung infolge des mit der Strömungsgeschwindigkeit progressiv ansteigenden Widerstandes ein relativ hoher Druckverlust, was einem erhöhten Energiebedarf entspricht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und eine Einrichtung zu dessen Durchführung derart zu verbessern, daß feinste Partikel mit höherer Trennleistung bei geringerem Energiebedarf abgeschieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 3 gelöst

Mit der Maßnahme nach der Erfindung wird eine ^Senkung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der fFeinabtrennzonen erreicht, wodurch die Verweilzeit feinster Partikel innerhalb dieser Zonen verlängert wird. Weiterhin wird durch die Erfindung an den Austragsöffnungen eine Transportströmung geschaffen, die die Austragung feinster Partikel aus der Wirbelkammer erleichtert Infolge der Herabsetzung der innerhalb der Wirbelkammer auftretenden Höchstgeschwindigkeiten ergibt sieb trotz der erfindungsgemäß vorgesehenen Absaugung insgesamt bei gleichem Durchsatz ein geringerer Energiebedarf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Einrichtung bekannter Art zum Stofftrennen mittels Fliehkraft,

F i g. 2 eine Einrichtung nach der Erfindung,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Einrichtung nach F i g. 2 und

F i g. 4 die Einzelheit IV aus F i g. 2.

F i g. 1 zeigt eine Einrichtung bekannter Art nach dem Hauptpatent zum Stofftrennen mittels Fliehkraft mit einer Wirbelkammer, bestehend aus einem tangentialen Einlauf 12, einer mantelförmigen Wand 2, zwei kreisförmigen Böden 15 und zwei spiegelbildlich und koaxial in den Zentralbereich der Wirbelkammer hineinragenden Tauchrohren 8. Die Wand 2 ist mittels des Einlaufs 12 fest mit einem Gehäuse 16 verbunden. Die Tauchrohre 8 und die Böden 15 sind derart angeordnet, daß zwischen der Wand 2 und den Böden jeweils ein Spalt 5 von konstanter Breite entsteht. Bei Einleitung eines mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums 17 in den Einlauf 12 entsteht innerhalb der Wirbelkammer ein durch Stromlinien 18 dargestellter Wirbel 19. Außer dem Wirbel 19 entstehen die beiden spiegelbildlichen sekundären Schichtströmungen 22, deren jeweiliger Ursprung sich in der Symmetrieebene der Wirbelkammer auf der Innenseite der Wand 2 befindet. Die jeweilige Meridionalkomponente dieser Strömungen ist von hier aus axial nach außen gerichtet Kurz vor Erreichen der Böden 15 ändert sich die Richtung der Meridionalkomponente und zeigt nun radial nach innen. Kurz vor Erreichen der Wurzeln der Tauchrohre ändern die genannten Komponenten wiederum ihre Richtungen und zeigen nun axial nach innen. Beim Eintritt der Schichtströmungen in die Mündungen der Tauchrohre 8 kehren sich die axialen Strömungskomponenten wieder um. Dieser Meridiorialbewegung der Schichtströmungen ist eine Drehbewe-

gung überlagert. Hierdurch erhalten die Schichlsirömungen einen spiral- bzw. schraubenförmigen Verlauf. Bei dieser Einrichtung geschieht der Transport des zu reinigenden bzw. des gereinigten Mediums ausschließlich innerhalb dieser wandnahen Schichtströmungen. Der Wirbel 19 besteht aus in siel· gesch'ossenen kreisförmigen Stromlinien und erstreckt sich auf das nicht von den Schichtströmungen durchströmte gestrichelt eingegrenzte Gebiet. Mitgeführte gröbere Partikel sammeln sich auf der Innenseite der Wand 2 und werden von den Schichiströmungen auf schraubenförmigen Bahnen axia! nach außen bewegt. Beim Passieren der Spalte 5 durch die Schichtströmungen werden die Partikel infolge der hier wirkenden Fliehkräfte durch die Spalte 5 ausgetragen und in einem Bunker 7 '■> gesammelt. Die Abtrennung der feinen Partikel erfolgt innerhalb der schraubenförmigen Schichtströmungen auf den Außenseiten der Tauchrohre 8. Feine Partikel, die in diese Feinabtrennzone gelangen, wandern innerhalb der Schichtströmung bei gleichzeitiger Axial-'bewegung zu den Taüchrohrmündungen hii>, radial , ,gesehen, immer weifer nach außen bis sie von dem Wirbel 19 erfaßt werden. Dieser befördert die Teilchen 'anschließend ohne axiale Strömungskomponente wie- , der in die Nähe der Wand 2. Hierdurch können diese .Partikeln nicht in die Tauchrohrmündungen eintreten, ''so daß nur gereinigtes Medium die Wirbelkammer durch die Tauchrohre 8 verläßt. Es hat sich nun gezeigt, daß sehr feine Partikeln mit dieser Einrichtung nicht .abgetrennt werden können. Dies beruht darauf, daß ^o diese Partikeln von der Senkenströmung der Tauchrohre erfaßt werden, noch bevor sie in den Wirbel 19 eingetreten sind.

Fig.2 zeigt eine Einrichtung zum Stofftrennen mittels Fliehkraft nach der Erfindung. In F i g. 3 ist ein Querschnitt durch die Einrichtung nach F i g. 2 dargestellt. Außer den aus F i g. 1 bekannten Elementen weist diese Einrichtung zwei Partikelsammeiräume 20, die in tangentiale Absaugleitungen 21 einmünden, auf. Durch eine nicht dargestellte Absaugeinrichtu-ig wird nun ein Teil 24 des Mediums durch die Austragsf/ffnungen 5 abgesaugt. Damit wird ein durch die Tauchrohre 8 austretender Volumenstrom 23 verkleinert. Dies bewirkt eine Verringerung der Axialgeschwindigkeit innerhalb des auf der Außenseite der Tauchrohre 8 befindlichen Teiles der Schichtströmung 22. Hierdurch ergibt sich ein kleinerer Abstand der einzelnen Stromlinien-Windungen. Für die feinen Partikeln, die von dieser Strömung mitgeführt werden, ergibt sich somit eine längere Verweilzeit innerhalb der Feinabtrennzone, wodurch die Fliehkraft entsprechend länger z. B. auf eine Partikel 25 einwirken kann.

Fig.4 zeigt die Einzelheit IV aus Fig. 2 mit der Partikel 25. An dieser Partikel greifen im wesentlichen eine Zentrifugalkraft 26 und eine Schleppkra/i 27 an. Die Belegung der Partikel 25 wird bestimmt durch die Resultierende 28. Bei feinsten Partikeln wird nun beobachtet, daß die strömungsbedingten Schleppkräfte 27 die massenbedingten Zentrifugalkräfte 26 überwiegen. Dadurch besteht die Gefähr, daß feine Partikel leicht in den Volumstrom 23 eintreten. Durch die Erfindung wird nun die Wirkung der Schleppkraft 27 gegenüber der Zentrifugalkraft 26 verringert. Hierdurch wird ein größerer Anteil feinster Teilchen durch den Wirbel 19 erfaßt, bevor diese in den Sogbereich der Tauchrohre 8 gelangen. Es hat sich nun gezeigt, daß die erwünschte Wirkung eintritt, wenn nur ein relativ kleiner Anteil 24 des Mediums abgesaugt wird. Die weitere Behandlung des abgesaugten Anteils 24 richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall. Es ist möglich, das im weiteren Prozeß wieder abgetrennte Medium dem Eintritt 12 zuzuführen. Der Schutzumfang 'der Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt, sondern er erstreckt sich auch auf alle Ausführungen, die sich in Verbindung mit dem Hauptpatent ergeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

''Sr Ca Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abscheiden des spezifisch schwereren Teils aus einem Strom eines mit suspendierten Partikeln beladenen Mediums mittels Fliehkraft, bei dem der Strom in einem Wirbelkammergehäuse zunächst gekrümmt umgelenkt wird und anschließend im unmittelbaren Kontakt zum inneren Krümmungsbereich eine Wirbelscheidung mit einem stehenden Wirbel und zentraler spiegelbildlich axial nach außen gerichteter Austragung des leichteren Anteils durch zwei in das Wirbelkammergehäuse ragende Tauchrohre erfolgt und Partikel durch in der Wirbelkammerwand angeordnete öffnungen nach außen getragen werden nach Kauptpatent 28 32 097, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in einen Staubbunker (7) führenden Schlitze (5) ein 1 eil des Mediums abgesaugt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Wirbelkammer in die ein Eintrittskanal tangential einmündet und deren axial Begrenzungswände in einen Staubbunker führende Austragsöffnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (5) in mindestens einen Partikelsammelraum (20) führen, an den mindestens eine in einen separaten Staubbunker führende Absaugleitung (21) angeschlossen ist.

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